JPH11504407A - 中空エアフォイルの耐衝撃性の向上 - Google Patents

中空エアフォイルの耐衝撃性の向上

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JPH11504407A JP8532771A JP53277196A JPH11504407A JP H11504407 A JPH11504407 A JP H11504407A JP 8532771 A JP8532771 A JP 8532771A JP 53277196 A JP53277196 A JP 53277196A JP H11504407 A JPH11504407 A JP H11504407A
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Abstract

(57)【要約】 前縁12、後縁14、正圧面20、及び負圧面22を有するガスタービンエンジン用の中空エアフォイルは、対数的なパターンに基づいて配置された複数の内部翼幅方向補強リブ31−35を含む。内部リブ31−35の上記特定配置によって、エアフォイル10の重量を大きく増加させないで、その剛性を最適化することができる。

Description

【発明の詳細な説明】 中空エアフォイルの耐衝撃性の向上 技術分野 本発明は、ガスタービンエンジンに関し、特に内部リブを有するガスタービン エンジンの中空エアフォイルの製造に関する。 従来の技術 ガスタービンエンジンの製造において重要な要素の一つに、エンジンの総重量 がある。ガスタービンエンジン部材が過度に重いと、航空機の積載量は制限され 、可能な航続距離(燃料の重量)は減少してしまう。従って、ガスタービンエン ジンの性能及び耐久性を犠牲にせずに、ガスタービンエンジンの総重量を最小化 することがガスタービンエンジン業界の目標である。 ガスタービンエンジンの総重量を最小化しようという努力の結果、中空のファ ンブレードが使用されるようになった。各ファンブレードは、通常、ブレードの 底部から上部へ放射状に翼幅方向(radially spanwise)に伸びる前縁と後縁と を含む。負圧面と正圧面とは、前縁から後縁へ翼弦方向に伸びる。複数の空隙が エアフォイル内の内部補強リブの間に画定される。 一般的にファンブレードに影響し、特に中空ブレードに影響を与える問題の一 つには、異物による損傷がある。飛行中の鳥や氷、及 び地上での石や砂等の異物は、吸入空気とともにガスタービンエンジン内に吸い 込まれる。吸い込まれた異物は、高速でファンブレードに当たり、その衝突によ って損傷が引き起こされてしまう。ファンブレード上で衝突が起こりやすい領域 は、ブレードの前縁部分におけるブレードの放射状の翼幅の約六十パーセント( 60%)から百パーセント(100%)及び翼弦方向の翼幅の六十パーセント( 60%)までの範囲である。 異物によって引き起こされた損傷は、エアフォイルの亀裂及び極端な場合には 完全なエンジン故障に結びつくおそれがある。中空エアフォイル特有の性質とし て、剛性が不連続となっているので、特に亀裂が生じやすい。この剛性の不連続 性は、エアフォイルの硬くて中実の前縁とそれよりも軟らかい中空部分との間の 遷移領域において生じる。剛性の不連続性が最大の領域において亀裂が始めに生 じやすい。 中空エアフォイルにおける損傷を減少させるために現在行われている試みは、 エアフォイルの中空部分での剛性を増加させることである。中空部分の剛性を増 す方法として現在われているのは、リブ間の側面壁の厚みを増す方法、内部リブ の厚みを増す方法、内部リブ間の間隙を減少させる方法、及びこれらの方法を組 み合わせたものである。しかし、中空部分の剛性を増すための上記方法は、各ブ レードの重量をかなり増加させてしまう。従って、ガスタービンエンジンの中空 ファンブレードの耐衝撃性の増大と、その重量の最小化と、の間での最適なバラ ンスが現在も求められている。 発明の概要 本発明の目的は、中空エアフォイルの重量を大きく増加させないでその耐衝撃 性を改善することである。 本発明の更なる目的は、中空エアフォイルの内部リブ間の間隙を最適化するこ とである。 本発明によると、中空エアフォイルは、エアフォイル内の剛性の不連続性を減 少させるために対数的なパターンに基づいて配置された複数の放射状に翼幅方向 にのびる内部補強リブを含む。各エアフォイルは、前縁と、エアフォイルの底部 から上部へ放射状に翼幅方向に伸びる後縁と、を含む。負圧面及び正圧面は、前 縁から後縁へ翼弦方向に伸びる。前縁は、零リブと定義される前縁ソリディティ (leading edge solidity)即ち前縁中実部を含む。前縁中実部に続いて配置され るリブは、以下の式に基づく対数的なパターンに配置される。 D=Aext 上記式において、t=0,1,2,3等であり、各補強リブの連続した番号を 表す。前縁中実部は、零リブと定義される。A及びxは、経験的に導かれた係数 である。eは自然対数関数であり、Dは、前縁からt番目のリブまでの距離であ る。 本発明に係る内部翼幅方向補強リブの対数的な配置によって、中空エアフォイ ル特有の剛性の不連続性が最小化され、それにより、中空エアフォイルの耐衝撃 性が改善される。剛性の不連続性が最小化されるのは、対数的な配置によって中 実の前縁中実部とエアフォイルの中空部分との間で、剛性が漸進的に遷移するこ とが可能とな るからである。従って、ガスタービンエンジンの総重量に悪影響を及ぼさずに耐 衝撃性を改善することができる。 本発明に係る上記の及びその他の目的や利点は、続く本発明の例示的な実施例 の詳細な説明及び付随する図面によってより明らかとなる。 図面の簡単な説明 図1は、本発明に係る対数的なパターンに基づいて配置された翼幅方向補強リ ブを含むブレードの断面図である。 図2は、図1のブレード全体の断面図である。 図3は、本発明に係る他の形態を示しており、ブレードの底部では均一な間隙 を有し、ブレードの上部では対数的な間隙を有するわずかに曲がった内部補強リ ブを含むブレードの断面図である。 図4は、本発明に係るまた他の形態を示しており、内部翼幅方向補強リブと翼 弦方向リブとを含むブレードの断面図である。 図5は、本発明に係る更に他の形態を示しており、曲線形状を有する内部翼幅 方向補強リブと翼弦方向リブとを含むブレードの断面図である。 好適実施形態 図1を参照すると、エアフォイル10は、底部16から上部18へ放射状に翼 幅方向に伸びる前縁12と後縁14とを含む。図2で示す正圧面20及び負圧面 22は、前縁12から後縁14へ翼弦方向に伸びる。前縁中実部26が前縁12 に形成され、後縁中実部2 8が後縁14に形成される。放射状に翼幅方向の内部補強リブ31−35は、底 部16から上部18へ放射状に翼幅方向に伸びる。各翼幅方向リブ31−35は 、エアフォイル10の正圧面20と負圧面22とを接続させる。リブ31−35 の間には、空隙41−46が画定される。 翼幅方向補強リブ31−35は、以下の式によって表される対数的なパターン に基づいて配置される。 D=Aext この式において、t=0,1,2,3,4,5であり、各リブ26,31−3 5にそれぞれ対応する。前縁中実部26は、零(0)リブと定義される。従って 、前縁中実部26では、t=0、リブ31では、t=1、リブ32では、t=2 等のようになる。A及びxは、経験的に導かれた係数である。eは、自然対数の 底であり、Dは、前縁12からt番目のリブまでの距離である。 係数A及びxの値は、第一翼幅方向リブ31、t=1の最適な配置を決定し、 前縁中実部26の末端50を確定することによって、特定のエンジン装置毎に経 験的に導くことができる。係数Aの値は、前縁12から前縁中実部26の末端5 0までの距離を底部16から径方向に翼幅の約八十パーセント(80%)の位置 で測定した距離と等しく設定される。第一リブ31、t=1までの距離は、トラ イアンドエラー、即ち試行錯誤によって求められる。第一リブ31の配置が確定 すると、係数xを求める方程式である、x=(ln(D/A))/tを解くことができ る。 係数A及びxが求められれば、続くリブ32…35の位置は、前 縁12からリブtまでの距離であるDを求める方程式を解くことによって求める ことができる。距離Dは、前縁12から各リブ31−35の中心線位までの距離 を底部16から放射状の翼幅の約八十パーセント(80%)の位置で測定した距 離である。 衝突は、各エアフォイルの前縁で起こる。エアフォイルにおいて最も衝突が起 こりやすい領域は、底部16から上部18に向かって放射状の翼幅の六十パーセ ント(60%)から百パーセント(100%)及び前縁12から翼弦方向の翼幅 の零パーセント(0%)から六十パーセント(60%)の範囲であると定義され る。衝突の衝撃波は、前縁12の衝突点から後縁14に向かって移動するに従っ て対数的に減衰する。衝突が起こりやすい領域内に配置されたリブは、それ以外 の領域よりも近い間隔で配置される。翼幅方向のリブ間の間隙は、前縁12から の距離が増加するに従って対数的に増加する。衝突が起こりやすい領域内で翼幅 方向のリブが対数的な間隔で配置されていることにより、エアフォイルは、最も 激しい衝突にも耐えうる十分な剛性を得ることができる。 後縁は、衝突が起こりやすい領域外にあるので、後縁14内のリブの間隙は対 数的でなくてもよい。空隙46は、対数的なパターンに一致せず、どのような大 きさで製造されてもよい。リブ31−35の間の間隙は、底部16から放射状の 翼幅の約六十パーセント(60%)までの領域では耐衝撃性の観点からは重要で はない。上記間隙は、対数に基づいていても、均一でも、他のパターンを有して もよい。これは、衝突が起こりやすい領域は、エアフォイルの放射状の翼幅の六 十パーセント(60%)から百パーセント(100%) までの範囲だからである。図3は、放射状の翼幅の底部六十パーセント(60% )で均一の間隙を有し、放射状の翼幅の六十から百パーセント(60−100% )の範囲で対数に基づく間隙を有する内部リブ131−135を示している。 図4を参照すると、本発明の他の形態には、対数的なパターンに基づいて配置 された複数の翼幅方向リブ231--235と、翼幅方向リブと交差する複数の翼 弦方向リブ260と、が含まれる。翼弦方向リブが含まれる場合でも、対数的な 配置を行うことができる。更に、図1に示すように翼幅方向リブは、実質的に直 線状に製造することもでき、図3−5に示すように曲線形状に製造することもで きる。内部リブの形状は、製造における要求事項及び特定エンジン毎の他の具体 的な必要性によって決まる。 中空エアフォイル内の内部翼幅方向リブ31…35の対数的な配置によって、 エアフォイルは、ガスタービンエンジンによって吸入された異物の衝突によって 損傷を受けないように最適な剛性を得ることができる。この対数的な配置によっ て、前縁中実部と中空部分との間での漸進的な遷移が可能となり、エアフォイル 内の剛性の不連続性が最小化される。エアフォイルの総重量が最小化されると共 に、最適な剛性が達成される。 上記の説明では、第一リブ31の位置は試行錯誤によって確定されると述べた 。他のリブの位置は、試行錯誤によって、又はエアフォイルの設計上の制約や式 を使用して第一リブの位置を求める上での制約等に基づいて決定することができ る。 本発明を例示的な実施例に基づいて開示及び説明してきたが、発 明の趣旨及び範囲から離れない範囲で種々の変更、省略、及び追加を行うことが できることは当業者であれば理解できるであろう。例えば、上記の好適実施例は 、自然対数に基づいた内部リブの対数的な配置を開示している。内部リブの対数 的な配置は、以下のように、10を底とする対数とも呼ばれる常用対数で表すこ ともできる。 D=A10yt この式において、t=0,1,2,3,4,5であり、それぞれ各リブ26, 31−35に対応する。前縁中実部26は、零(0)リブと定義され、A及びy は、経験的に導かれた係数である。また、Dは、前縁12からt番目のリブまで の距離である。経験的に導かれた係数Aの値は、同様であり、一方、経験的に導 かれた係数yの値は異なる。 更に、各リブ31−35の翼幅方向の幅は比較的小さいので(約0.06−0 .08インチ)、距離Dを測定する時に前縁から各リブの中央線までの距離を計 ることは重要ではない。距離Dは、前縁12から各リブ31−35上のどの点ま でを測定してもよい。
【手続補正書】特許法第184条の8第1項 【提出日】1997年4月11日 【補正内容】 び地上での石や砂等の異物は、吸入空気とともにガスタービンエンジン内に吸い 込まれる。吸い込まれた異物は、高速でファンブレードに当たり、その衝突によ って損傷が引き起こされてしまう。ファンブレード上で衝突が起こりやすい領域 は、ブレードの前縁部分におけるブレードの放射状の翼幅の約六十パーセント( 60%)から百パーセント(100%)及び翼弦方向の翼幅の六十パーセント( 60%)までの範囲である。 異物によって引き起こされた損傷は、エアフォイルの亀裂及び極端な場合には 完全なエンジン故障に結びつくおそれがある。中空エアフォイル特有の性質とし て、剛性が不連続となっているので、特に亀裂が生じやすい。この剛性の不連続 性は、エアフォイルの硬くて中実の前縁とそれよりも軟らかい中空部分との間の 遷移領域において生じる。剛性の不連続性が最大の領域において亀裂が始めに生 じやすい。 中空エアフォイルにおける損傷を減少させるために現在行われている試みは、 エアフォイルの中空部分での剛性を増加させることである。中空部分の剛性を増 す方法として現在行われているのは、リブ間の側面壁の厚みを増す方法、内部リ ブの厚みを増す方法、内部リブ間の間隙を減少させる方法、及びこれらの方法を 組み合わせたものである。しかし、中空部分の剛性を増すための上記方法は、各 ブレードの重量をかなり増加させてしまう。従って、ガスタービンエンジンの中 空ファンブレードの耐衝撃性の増大と、その重量の最小化と、の間での最適なバ ランスが現在も求められている。 イギリス特許出願、イギリス特許(旧法)第2272 731A 号は、ターボマシーンのファン又はコンプレッサのための中空ブレードを開示し ている。その外板は、交差する対角線方向に配置された内部補強部材によって接 続されている。 請求の範囲 1.ガスタービンエンジン用の中空ブレード10であって、前記ブレードは、該 ブレードの底部16から上部18へ放射状に翼幅方向に伸びる前縁12と後縁1 4とを有し、前記前縁12から前記後縁14へ翼弦方向に伸びる負圧面22と正 圧面20とを有し、前記ブレードの前記前縁に形成された前縁中実部28を有し 、 前記ブレードは、複数の内部翼幅方向補強リブ31−35を含み、前記複数の 翼幅方向補強リブは、実質的に放射状に翼幅方向に伸びて前記正圧面と前記負圧 面とを接続し、それらの間に複数の空隙41−46を画定する中空ブレードにお いて、 前記複数の翼幅方向リブは、前記中空ブレード内の剛性の不連続性を減少させ るように、前記前縁から測って対数的に離間した配置がなされていることを特徴 とする中空ブレード。 2.前記対数的な配置は、 D=A10yt の式で表され、前記式において、t=0,1,2,3等であり、tは、前記前 縁中実部に続いて配置された前記各翼幅方向補強リブの連続する番号を表してお り、前記前縁中実部は零リブとして定義され、A及びyは経験的に導かれた係数 、Dは前記前縁から前記t番目のリブまでの距離であることを特徴とする請求項 1記載の中空ブレード。 3.前記対数的に離間した配置は、 D=Aext の式で表され、前記式において、t=0,1,2,3等であり、tは、前記前 縁中実部に続いて配置された前記各翼幅方向補強リブの連続する番号を表してお り、前記前縁中実部は零リブとして定義され、A及びxは経験的に導かれた係数 、eは自然対数の底、Dは前記前縁から前記t番目のリブまでの距離であること を特徴とする請求項1記載の中空ブレード。 4.前記経験的に導かれた係数Aは、前記前縁と前記前縁中実部の末端との間の 翼弦方向の距離と等しく設定されることを特徴とする請求項2又は3に記載の中 空ブレード。 5.前記係数Aを導くための前記前縁と前記前縁中実部との間の翼弦方向距離は 、前記中空ブレードの前記底部から径方向の翼幅の約八十パーセント(80%) の位置で計測されることを特徴とする請求項2又は3又は4に記載の中空ブレー ド。 6.前記対数的に離間した配置は、前記中空ブレードの前記底部から前記上部へ 向かって径方向の翼幅の約六十パーセント(60%)から百パーセント(100 %)の範囲において維持されることを特徴とする請求項1〜5のいずれかに記載 の中空ブレード。 7.前記複数の翼幅方向補強リブは、前記中空ブレードの前記底部から該中空ブ レードの径方向の翼幅の約六十パーセント(60%)の位置まで均一の間隙を有 することを特徴とする請求項6記載の中空ブレード。 8.複数の翼弦方向リブが翼弦方向に伸びて、前記複数の翼幅方向補強リブと相 互に接続することを特徴とする請求項1〜7のいずれかに記載の中空ブレード。 9.前記各翼幅方向補強リブは、曲線形状を有することを特徴とする請求項1〜 8のいずれかに記載の中空ブレード。 10.中空エアフォイル10を製造する方法であって、前記エアフォイルは、放 射状に翼幅方向に伸びる前縁12と後縁14とを有し、前記前縁12から前記後 縁14へ翼弦方向に伸びる負圧面22と正圧面20とを有し、前記エアフォイル の前記前縁に形成された前縁中実部28を有し、 前記前縁中実部の翼弦方向の長さ12−50を決定し、 放射状に翼幅方向に伸びて前記正圧面と前記負圧面とを接続する第一翼幅方向 補強リブを最適な間隔で配置して、前記第一補強リブと、前記前縁中実部と、の 間に第一の空隙が画定されるようにするステップを含む方法において、 前記中空エアフォイル内の剛性の不連続性を減少させるように、続く翼幅方向 補強リブを対数的なパターンに基づいて配置するステ ップを含むことを特徴とする方法。 11.前記対数的なパターンは、 D=Aext の式で表され、前記式において、t=0,1,2,3等であり、tは、前記前 縁中実部に続いて配置された前記各翼幅方向補強リブの連続する番号を表してお り、前記前縁中実部は零リブとして定義され、A及びxは経験的に導かれた係数 、eは自然対数の底、Dは前記前縁から前記t番目のリブまでの距離であること を特徴とする請求項10記載の方法。 12.前記対数的なパターンは、 D=A10yt の式で表され、前記式において、t=0,1,2,3等であり、tは、前記前 縁中実部に続いて配置された前記各翼幅方向補強リブの連続する番号を表してお り、前記前縁中実部は、零リブとして定義され、A及びxは、経験的に導かれた 係数であり、Dは、前記前縁からt番目のリブまでの距離であることを特徴とす る請求項10記載の方法。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1.ガスタービンエンジン用の中空ブレードであって、前記ブレードは、該ブレ ードの底部から上部へ放射状に翼幅方向に伸びる前縁と後縁とを有し、前記前縁 から前記後縁へ翼弦方向に伸びる負圧面と正圧面とを有し、前記ブレードの前記 前縁に形成された前縁中実部を有する中空ブレードにおいて、 複数の内部翼幅方向補強リブは、実質的に放射状に翼幅方向に伸びて前記正圧 面と前記負圧面とを接続し、前記複数の翼幅方向補強リブは、それらの間に複数 の空隙を画定し、前記中空ブレード内の剛性の不連続性を減少させるように対数 的に配置されていることを特徴とする中空ブレード。 2.前記対数的な配置は、 D=Aext の式で表され、前記式において、t=0,1,2,3等であり、tは、前記前 縁中実部に続いて配置された前記各翼幅方向補強リブの連続する番号を表してお り、前記前縁中実部は零リブとして定義され、A及びxは経験的に導かれた係数 であり、eは自然対数の底であり、Dは前記前縁から前記t番目のリブまでの距 離であることを特徴とする請求項1記載の中空ブレード。 3.前記経験的に導かれた係数Aは、前記前縁と前記前縁中実部の 末端との間の翼弦方向の距離と等しく設定されることを特徴とする請求項2記載 の中空ブレード。 4.前記係数Aを導くための前記前縁と前記前縁中実部との間の翼弦方向距離は 、前記中空ブレードの前記底部から径方向の翼幅の約八十パーセント(80%) の位置で計測されることを特徴とする請求項3記載の中空ブレード。 5.前記係数xは、前記翼幅方向補強リブの内の一つの配置が確定した後に導か れることを特徴とする請求項4記載の中空ブレード。 6.前記対数的な配置は、前記中空ブレードの前記底部から前記上部へ向かって 径方向の翼幅の約六十パーセント(60%)から百パーセント(100%)の範 囲において維持されることを特徴とする請求項1記載の中空ブレード。 7.前記複数の翼幅方向補強リブは、前記中空ブレードの前記底部から該中空ブ レードの径方向の翼幅の約六十パーセント(60%)の位置まで均一の間隙を有 することを特徴とする請求項1記載の中空ブレード。 8.前記対数的な配置は、前記中空ブレードの翼弦方向の翼幅の初めの六十パー セント(60%)以内の範囲で維持されることを特徴とする請求項1記載の中空 ブレード。 9.複数の翼弦方向リブが翼弦方向に伸びて、前記複数の翼幅方向補強リブと相 互に接続することを特徴とする請求項1記載の中空ブレード。 10.前記各翼幅方向補強リブは、曲線形状を有することを特徴とする請求項1 記載の中空ブレード。 11.前記対数的な配置は、 D=A10yt の式で表され、前記式において、t=0,1,2,3等であり、tは、前記前 縁中実部に続いて配置された前記各翼幅方向補強リブの連続する番号を表してお り、前記前縁中実部は零リブとして定義され、A及びyは経験的に導かれた係数 であり、Dは前記前縁から前記t番目のリブまでの距離であることを特徴とする 請求項1記載の中空ブレード。 12.ガスタービンエンジン用の中空エアフォイルであり、前記エアフォイルは 、該エアフォイルの底部から上部へ放射状に翼幅方向に伸びる前縁と後縁とを有 し、前記前縁から前記後縁へ翼弦方向に伸びる負圧面と正圧面とを有し、前記エ アフォイルの前記前縁に形成された前縁中実部を有する中空エアフォイルにおい て、 複数の内部翼幅方向補強リブは、実質的に放射状に翼幅方向に伸びて、前記正 圧面と前記負圧面とを接続し、前記複数の翼幅方向リ ブは、前記中空エアフォイル内の剛性の不連続性を減少させるように対数的なパ ターンに基づいて配置され、前記対数的なパターンは、 D=Aext の式で表され、前記式において、t=0,1,2,3等であり、tは、前記前 縁中実部に続いて配置された前記各翼幅方向補強リブの連続する番号を表してお り、前記前縁中実部は零リブとして定義され、A及びxは経験的に導かれた係数 であり、eは自然対数の底であり、Dは前記前縁から前記t番目のリブまでの距 離であることを特徴とする中空エアフォイル。 13.中空エアフォイルを製造する方法であって、前記エアフォイルは、放射状 に翼幅方向に伸びる前縁と後縁とを有し、前記前縁から前記後縁へ翼弦方向に伸 びる負圧面と正圧面とを有し、前記エアフォイルの前記前縁に形成された前縁中 実部を有し、 前記前縁中実部の翼弦方向の長さを決定し、 放射状に翼幅方向に伸びて前記正圧面と前記負圧面とを接続する第一翼幅方向 補強リブを最適な間隔で配置して、前記第一補強リブと、前記前縁中実部と、の 間に第一の空隙が画定されるようにし、 前記中空エアフォイル内の剛性の不連続性を減少させるように、続く翼幅方向 補強リブを対数的なパターンに基づいて配置するステップを含むことを特徴とす る方法。 14.前記対数的なパターンは、 D=Aext の式で表され、前記式において、t=0,1,2,3等であり、tは、前記前 縁中実部に続いて配置された前記各翼幅方向補強リブの連続する番号を表してお り、前記前縁中実部は零リブとして定義され、A及びxは経験的に導かれた係数 であり、eは自然対数の底であり、Dは、前記前縁から前記t番目のリブまでの 距離であることを特徴とする請求項13記載の方法。 15.前記対数的なパターンは、 D=A10yt の式で表され、前記式において、t=0,1,2,3等であり、tは、前記前 縁中実部に続いて配置された前記各翼幅方向補強リブの連続する番号を表してお り、前記前縁中実部は零リブとして定義され、A及びxは経験的に導かれた係数 であり、Dは前記前縁からt番目のリブまでの距離であることを特徴とする請求 項14記載の方法。
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Families Citing this family (67)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6048174A (en) * 1997-09-10 2000-04-11 United Technologies Corporation Impact resistant hollow airfoils
US20040115059A1 (en) * 2002-12-12 2004-06-17 Kehl Richard Eugene Cored steam turbine bucket
GB0425137D0 (en) * 2004-11-13 2004-12-15 Rolls Royce Plc Blade
WO2006059972A1 (en) 2004-12-01 2006-06-08 United Technologies Corporation Compressor variable stage remote actuation for turbine engine
US8061968B2 (en) 2004-12-01 2011-11-22 United Technologies Corporation Counter-rotating compressor case and assembly method for tip turbine engine
WO2006110124A2 (en) 2004-12-01 2006-10-19 United Technologies Corporation Ejector cooling of outer case for tip turbine engine
US8561383B2 (en) 2004-12-01 2013-10-22 United Technologies Corporation Turbine engine with differential gear driven fan and compressor
US7631480B2 (en) 2004-12-01 2009-12-15 United Technologies Corporation Modular tip turbine engine
EP1828547B1 (en) 2004-12-01 2011-11-30 United Technologies Corporation Turbofan comprising a plurality of individually controlled inlet guide vanes and corresponding controlling method
WO2006059974A1 (en) 2004-12-01 2006-06-08 United Technologies Corporation Close coupled gearbox assembly for a tip turbine engine
DE602004019709D1 (de) 2004-12-01 2009-04-09 United Technologies Corp Tip-turbinentriebwerk und entsprechendes betriebsverfahren
EP1828545A2 (en) 2004-12-01 2007-09-05 United Technologies Corporation Annular turbine ring rotor
US7845157B2 (en) 2004-12-01 2010-12-07 United Technologies Corporation Axial compressor for tip turbine engine
WO2006060004A1 (en) 2004-12-01 2006-06-08 United Technologies Corporation Combustor for turbine engine
EP1834067B1 (en) 2004-12-01 2008-11-26 United Technologies Corporation Fan blade assembly for a tip turbine engine and method of assembly
WO2006059994A1 (en) 2004-12-01 2006-06-08 United Technologies Corporation Seal assembly for a fan-turbine rotor of a tip turbine engine
WO2006059989A1 (en) 2004-12-01 2006-06-08 United Technologies Corporation Tip turbine engine support structure
EP1825126B1 (en) 2004-12-01 2011-02-16 United Technologies Corporation Vectoring transition duct for turbine engine
WO2006110125A2 (en) 2004-12-01 2006-10-19 United Technologies Corporation Stacked annular components for turbine engines
US9845727B2 (en) 2004-12-01 2017-12-19 United Technologies Corporation Tip turbine engine composite tailcone
US9003759B2 (en) 2004-12-01 2015-04-14 United Technologies Corporation Particle separator for tip turbine engine
WO2006059978A1 (en) 2004-12-01 2006-06-08 United Technologies Corporation Cantilevered tip turbine engine
US8033092B2 (en) 2004-12-01 2011-10-11 United Technologies Corporation Tip turbine engine integral fan, combustor, and turbine case
US8468795B2 (en) * 2004-12-01 2013-06-25 United Technologies Corporation Diffuser aspiration for a tip turbine engine
DE602004032186D1 (de) 2004-12-01 2011-05-19 United Technologies Corp Turbinenschaufelgruppe eines Fanrotors sowie Verfahren zur Montage einer solchen Gruppe
US7631485B2 (en) * 2004-12-01 2009-12-15 United Technologies Corporation Tip turbine engine with a heat exchanger
US7937927B2 (en) 2004-12-01 2011-05-10 United Technologies Corporation Counter-rotating gearbox for tip turbine engine
US8096753B2 (en) 2004-12-01 2012-01-17 United Technologies Corporation Tip turbine engine and operating method with reverse core airflow
EP1825128B1 (en) * 2004-12-01 2011-03-02 United Technologies Corporation Regenerative turbine blade and vane cooling for a tip turbine engine
DE602004020125D1 (de) 2004-12-01 2009-04-30 United Technologies Corp Schmiermittel-versorgungssystem für das getriebe eines tip-turbinen-triebwerks
US7882695B2 (en) 2004-12-01 2011-02-08 United Technologies Corporation Turbine blow down starter for turbine engine
US7883315B2 (en) 2004-12-01 2011-02-08 United Technologies Corporation Seal assembly for a fan rotor of a tip turbine engine
DE602004028297D1 (de) 2004-12-01 2010-09-02 United Technologies Corp Umfangsbrennkammer für spitzenturbinenmotor
WO2006060003A2 (en) 2004-12-01 2006-06-08 United Technologies Corporation Fan blade with integral diffuser section and tip turbine blade section for a tip turbine engine
WO2006059996A1 (en) 2004-12-01 2006-06-08 United Technologies Corporation Balanced turbine rotor fan blade for a tip turbine engine
WO2006059993A1 (en) 2004-12-01 2006-06-08 United Technologies Corporation Tip turbine engine with multiple fan and turbine stages
EP1828568B1 (en) 2004-12-01 2011-03-23 United Technologies Corporation Fan-turbine rotor assembly for a tip turbine engine
US8757959B2 (en) 2004-12-01 2014-06-24 United Technologies Corporation Tip turbine engine comprising a nonrotable compartment
EP1831521B1 (en) * 2004-12-01 2008-08-20 United Technologies Corporation Variable fan inlet guide vane assembly, turbine engine with such an assembly and corresponding controlling method
WO2006060014A1 (en) 2004-12-01 2006-06-08 United Technologies Corporation Starter generator system for a tip turbine engine
WO2006059979A1 (en) 2004-12-01 2006-06-08 United Technologies Corporation Tip turbine engine integral case, vane, mount, and mixer
EP1828573B1 (en) 2004-12-01 2010-06-16 United Technologies Corporation Hydraulic seal for a gearbox of a tip turbine engine
US7976272B2 (en) 2004-12-01 2011-07-12 United Technologies Corporation Inflatable bleed valve for a turbine engine
WO2006060002A1 (en) * 2004-12-01 2006-06-08 United Technologies Corporation Fan blade with a multitude of internal flow channels
WO2006062497A1 (en) 2004-12-04 2006-06-15 United Technologies Corporation Tip turbine engine mount
US7476086B2 (en) * 2005-04-07 2009-01-13 General Electric Company Tip cambered swept blade
US7374403B2 (en) * 2005-04-07 2008-05-20 General Electric Company Low solidity turbofan
GB0516036D0 (en) * 2005-08-04 2005-09-14 Rolls Royce Plc Aerofoil
US7458780B2 (en) * 2005-08-15 2008-12-02 United Technologies Corporation Hollow fan blade for gas turbine engine
GB0707426D0 (en) 2007-04-18 2007-05-23 Rolls Royce Plc Blade arrangement
US8967945B2 (en) 2007-05-22 2015-03-03 United Technologies Corporation Individual inlet guide vane control for tip turbine engine
GB2450139B (en) * 2007-06-14 2010-05-05 Rolls Royce Plc An aerofoil for a gas turbine engine
GB0717009D0 (en) * 2007-09-01 2007-10-10 Rolls Royce Plc A component structure
GB2455095B (en) * 2007-11-28 2010-02-10 Rolls Royce Plc Turbine blade
GB0815483D0 (en) 2008-08-27 2008-10-01 Rolls Royce Plc Blade arrangement
GB0815475D0 (en) 2008-08-27 2008-10-01 Rolls Royce Plc A blade
GB0815482D0 (en) 2008-08-27 2008-10-01 Rolls Royce Plc A blade and method of making a blade
CN102734218B (zh) * 2012-06-27 2014-10-22 中国航空工业集团公司沈阳发动机设计研究所 一种宽弦空心叶片结构设计方法
EP2904255A4 (en) * 2012-10-01 2015-12-02 United Technologies Corp GEARBED FURNITURE WITH FAN ROTOR WITH HIGH PERFORMANCE INTENSITY
EP2971521B1 (en) 2013-03-11 2022-06-22 Rolls-Royce Corporation Gas turbine engine flow path geometry
US9596808B2 (en) 2014-04-30 2017-03-21 Cnh Industrial America Llc Transport system for a center pivot agricultural machine
CN106032808B (zh) * 2015-03-13 2019-07-02 中国航发商用航空发动机有限责任公司 一种空心风扇叶片及航空发动机
US10458426B2 (en) 2016-09-15 2019-10-29 General Electric Company Aircraft fan with low part-span solidity
US10641098B2 (en) * 2017-07-14 2020-05-05 United Technologies Corporation Gas turbine engine hollow fan blade rib orientation
US10828718B2 (en) * 2018-06-14 2020-11-10 Raytheon Technologies Corporation Installation of waterjet vent holes into vertical walls of cavity-back airfoils
US10919116B2 (en) 2018-06-14 2021-02-16 Raytheon Technologies Corporation Installation of laser vent holes into vertical walls of cavity-back airfoils
US10837286B2 (en) * 2018-10-16 2020-11-17 General Electric Company Frangible gas turbine engine airfoil with chord reduction

Family Cites Families (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4815939A (en) * 1986-11-03 1989-03-28 Airfoil Textron Inc. Twisted hollow airfoil with non-twisted internal support ribs
GB2254892A (en) * 1991-04-16 1992-10-21 Gen Electric Hollow airfoil.
US5253824A (en) * 1991-04-16 1993-10-19 General Electric Company Hollow core airfoil
FR2698126B1 (fr) * 1992-11-18 1994-12-16 Snecma Aube creuse de soufflante ou compresseur de turbomachine.
US5269058A (en) * 1992-12-16 1993-12-14 General Electric Company Design and processing method for manufacturing hollow airfoils
US5439354A (en) * 1993-06-15 1995-08-08 General Electric Company Hollow airfoil impact resistance improvement
US5419040A (en) * 1994-04-29 1995-05-30 United Technologies Corporation Hollow fan blade fabrication

Also Published As

Publication number Publication date
DE69603361T2 (de) 2000-01-20
WO1996034181A1 (en) 1996-10-31
DE69603361D1 (de) 1999-08-26
EP0823958A1 (en) 1998-02-18
EP0823958B1 (en) 1999-07-21
US5584660A (en) 1996-12-17
JP3896161B2 (ja) 2007-03-22

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